文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究状况及分析

    1.2.1 混合体制雷达研究现状

    1.2.2 电离层对信号传播影响及海杂波建模研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 电离层结构特性及对信号的影响

2.1 引言

2.2 电离层结构特性

    2.2.1 电离层的基本结构

    2.2.2 电离层浓度模型

2.3 电离层对回波信号的影响

2.4 本章小结

第3章 背景电离层对传播信号的相位扰动建模

3.1 引言

3.2 射线追踪技术及应用仿真

    3.2.1 解析射线追踪技术

    3.2.2 数值射线追踪技术

3.3 背景电离层对传播信号的相位扰动建模

    3.3.1 水平均匀分层的背景电离层相位扰动建模

    3.3.2 水平不均匀分层的背景电离层相位扰动建模

    3.3.3 利用IRI模型来构建背景电离层浓度模型

3.4 背景电离层相位扰动建模步骤

3.5 本章小结

第4章 扰动电离层对传播信号的相位扰动建模

4.1 引言

4.2 电离层闪烁分布及其研究方法分析

    4.2.1 电离层闪烁分布

    4.2.2 扰动电离层研究方法分析

4.3 扰动电离层对信号的空时相位扰动模拟

    4.3.1 扰动电离层对信号的空时相位扰动建模

    4.3.2 空时相位扰动及对海杂波影响模拟

4.4 电离层行进式扰动

    4.4.1 电离层行进式扰动的产生原因及表示形式

    4.4.2 电离层行进式扰动仿真结果及分析

4.5 本章小结

第5章 天发舰收体制下海杂波建模仿真

5.1 引言

5.2 天发舰收体制下的几何布局及一阶海杂波

    5.2.1 天发舰收体制下的几何布局

    5.2.2 天发舰收高频雷达一阶海杂波产生机理

5.3 天发舰收高频雷达海杂波模型

    5.3.1 天发舰收高频雷达海杂波时域模型

    5.3.2 天发舰收高频雷达海杂波空时谱模型

5.4 天发舰收海杂波回波仿真

5.5 本章总结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

文章摘要:在天发舰收雷达体制下,电波信号首先被电离层反射,而电离层具有时变非平稳特性,会影响电磁波传播,使得经过信号处理后的海杂波频谱发生频移、展宽;同时舰船接收过程,变化的双基地角、舰载平台的运动也会引起回波中海杂波展宽。这多种因素都使得回波信号非常复杂。针对这一问题,本文主要研究了在天发舰收体制下,电离层对电波信号的相位扰动影响,并建立该传播模式下的相位扰动模型,使电离层对电波信号的影响更加清楚,也有利于根据相位扰动模型选择合适的方法去除电离层的干扰。本文主要研究内容如下:首先,对电离层的结构特性进行了分析,根据电离层浓度变化特性,将电离层分为变化缓慢的背景电离层和快速随机的扰动电离层。同时对目前主流的背景电离层电子浓度分层模型依据其特性进行了分类总结。分析了电离层对信号造成的多种效应及吸收衰减影响等,并根据半经验公式仿真分析了电离层对信号能量的吸收情况。其次,针对背景电离层对信号的相位扰动进行建模。针对水平分层的电离层模型,采用QP或MQP模型并结合解析射线追踪技术进行模拟;针对水平不均匀分层的电离层,采用QP结合描述水平浓度变化理论模型并结合数值射线追踪进行模拟。根据IRI模型提出了三种构建背景电离层方式,对比分析了这三种方法在精确度、耗时性、运算量的不同。随后,针对扰动电离层对信号的空间扰动和时间扰动问题开展扰动电离层相位扰动建模研究。分析了扰动电离层导致的电波闪烁情况,总结了扰动电离层的研究方法,归纳了每种方法的适用范围。在此基础上,开展了扰动电离层对信号空时相位扰动建模。针对电离层行进式扰动这种常见的电离层扰动现象,仿真分析了其对信号的频移和展宽影响。最后,综合考虑背景电离层和扰动电离层的影响,对海杂波进行建模仿真。根据天发舰收体制下的几何布局,结合一阶海杂波散射原理,推导了该体制下的一阶Bragg峰表达式,建立了时域模型,分析了其展宽原因。从海杂波空时角度入手,构造海杂波空时二维谱模型,结合相位扰动的建模工作,将电离层的影响加入其中,构建天发舰收海杂波空时二维谱模型。

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